CN115061115B - 点云的加密方法、装置、存储介质及激光雷达 - Google Patents

点云的加密方法、装置、存储介质及激光雷达 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种点云的加密方法、装置、存储介质及激光雷达，应用于激光雷达，所述激光雷达包括发射器组和扫描装置，方法包括：获取各级探测视场的点云加密倍数；基于所述各级探测视场的点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔；按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描。采用本申请，在满足人眼安全的同时，通过控制相邻两次发射组对应的扫描线间隔就可以实现ROI的加密，提高激光雷达探测的效率。

Description

点云的加密方法、装置、存储介质及激光雷达
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种点云的加密方法、装置、存储介质及激光雷达。
背景技术
激光雷达可以直接对三维空间进行快速高精度成像，因而成为目前自动驾驶技术中的主传感器之一。目前，激光雷达的发展主要围绕着测距更强，点云密度更高，同时满足人眼安全法律法规的方向发展。车载激光雷达的激光波段都在红外，主要包括两种：900 nm附近和1500 nm附近。1500 nm波段的激光雷达有着更高的人眼安全阈值，但是这一类激光雷达的发射模块和接收模块由于材料的限制成本很高，中短期难以大规模商用。而对于900nm的激光雷达，人眼安全的阈值较低，在满足特定测距性能的条件下限制了其点云密度的不断提升。
如何保证人眼安全的情况下，提高测距性能，提高探测点云的密度成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种点云的加密方法、装置、存储介质及激光雷达，在满足人眼安全的同时，通过控制相邻两次发射的扫描线间隔就可以实现ROI的加密，提高激光雷达探测的效率，所述技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种点云的加密方法，应用于激光雷达，所述激光雷达包括发射器组和扫描装置，所述方法包括：
获取各级探测视场的点云加密倍数；
基于所述各级探测视场的点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔；
按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描。
第二方面，本申请实施例提供一种点云密度的加密装置，应用于激光雷达，所述激光雷达包括发射器组和扫描装置，所述装置包括：
加密倍数获取模块，用于获取各级探测视场的点云加密倍数；
间隔计算模块，用于基于各级探测视场的点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔；
扫描模块，用于按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质
存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种激光雷达，可包括：处理器和存储器；
其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载
并执行上述的方法步骤。
本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
采用本申请实施例，通过获取各级探测视场的点云加密倍数，基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔，并按照所述相邻两次发射的扫描线间隔进行扫描，在满足人眼安全的同时，通过控制相邻两组次发射的扫描线间隔就可以实现ROI的加密，提高激光雷达探测的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种在水平和垂直方向点云密度分布的举例示意图；
图2是本申请实施例提供的一种点云的加密方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的一种获取相邻两次发射对应的扫描线间隔的举例示意图；
图4a是本申请实施例提供的一种同一发射组中发射器排布的示意图；
图4b是本申请实施例提供的另一种同一组发射组中发射器排布的示意图；
图4c是本申请实施例提供的另一种同一组发射组中发射器排布的示意图；
图5是本申请实施例提供的一种在水平和垂直方向点云分布的举例示意图；
图6是本申请实施例提供的一种在水平方向提升点云密度的举例示意图；
图7是本申请实施例提供的另一种在水平方向提升点云密度的举例示意图；
图8是本申请实施例提供的一种在垂直方向点云分布的举例示意图；
图9是本申请实施例提供的一种在垂直方向提升点云密度的举例示意图；
图10是本申请实施例提供的另一种在垂直方向提升点云密度的举例示意图；
图11是本申请实施例提供的一种在一发多接模式下提升点云密度的举例示意图；
图12是本申请实施例提供的另一种在一发多接模式下提升点云密度的举例示意图；
图13是本申请实施例提供的一种点云的加密装置的结构示意图；
图14是本申请实施例提供的一种激光雷达的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关6系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合具体的实施例对本申请进行详细说明。
车载激光雷达的激光波段都在红外，主要包括两种：900 nm附近和1500 nm附近。1500 nm波段的激光雷达有着更高的人眼安全阈值，但是这一类激光雷达的发射模块和接收模块由于材料的限制成本很高，中短期难以大规模商用。而对于900 nm的激光雷达，人眼安全的阈值较低，在满足特定测距性能的条件下限制了其点云密度的不断提升。
在实际使用场景中，只有远距离，靠近车路的探测视场内，激光雷达需要实现很高的点云密度，在其他的位置，激光雷达需要较低的点云密度就能满足对周围环境的检测。因此，激光雷达行业提出了感兴趣区域ROI的概念，感兴趣区域ROI一般为雷达比较感兴趣的区域，一般雷达需要在感兴趣区域ROI实现高的点云密度。可以理解的是，激光雷达还包括一般探测区域，一般探测区域为总探测视场中除感兴趣区域ROI以外的区域。其中，所述感兴趣区域ROI也可以称为激光雷达的目标探测视场，一般探测区域也可以称为激光雷达的一般探测视场，目标探测视场和一般探测视场的总和为雷达的总探测视场。
一般激光雷达的探测视场可以分为垂直和水平两个维度。一般的激光雷达中，点云密度在整个探测视场中均匀分布，如图1左上角所示，而ROI的情况下则包括以下几种：水平点云密度加密，如图1右上角所示；垂直点云密度加密，如图1左下角所示；水平点云密度和垂直点云密度同时加密，如图1右下角所示。
下面将结合附图2-附图11，对本申请实施例提供的点云的加密方法进行详细介绍。该方法可依赖于计算机程序实现，可运行于基于冯诺依曼体系的点云的加密装置上。该计算机程序可集成在应用中，也可作为独立的工具类应用运行。其中，本申请实施例中的点云的加密装置可以包括但不限于：激光雷达、车载设备、飞机、火车、手持设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备等，所述激光雷达包括发射器组、扫描装置和接收装置，信号处理器。
请参见图2，为本申请实施例提供了一种点云的加密方法的流程示意图。
如图2所示，本申请实施例的所述方法可以包括以下步骤：
S101，获取各级探测视场的点云加密倍数；
可以理解的是，激光雷达的探测视场包括总探测视场和目标探测视场，目标探测视场即为感兴趣区域ROI，根据目标探测视场的探测点云密度需求，目标探测视场可以包括至少一级探测视场，例如一级探测视场，二级探测视场等。可以理解的是，本申请对于所述目标探测视场的数量不作限定。例如，目标探测视场例如可以包括一级探测视场、二级探测视场、三级探测视场……n级探测视场等。
其中，可以理解的是，作为一种可选地实施例，所述各级探测视场的点云密度可以跟探测视场的级数相关，例如级数越低，点云密度越高，成规律性变化。举例来说，例如一级探测视场点云密度最高，二级探测视场其次，…n级探测视场的点云密度最低，其中n＞2。可选的，所述各级探测视场的点云密度也可以跟探测视场的级数不强相关，即只要满足每级目标探测视场的点云密度不同即可。举例来说，例如一级探测视场的点云密度最高，n级探测视场其次，…二级探测视场的点云密度最低，n＞2。其中，各级目标探测视场的点云密度不同。可以理解的是，作为一种可选地实施例，各级探测视场的点云加密倍数的需求可以全部不同。在一种可选的实施例中，一级探测视场为中心探测视场，二级探测视场为中心探测视场与一般探测视场之间的二级加密视场，每级探测视场对应相应的加密倍数。该加密倍数可以为根据当前需要设定的。
S102，基于所述各级探测视场的点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔；
激光雷达一次可以发射出N个扫描点，可以理解的是，当所述激光雷达包括多个发射组时，所述N个扫描点可以为一个发射组发射的出射激光，也可以为多个发射组同时发射形成的N个扫描点。
作为本申请的一种可选地实施例，当所述激光雷达包括两个扫描方向，这个扫描线的间隔可以通过一个维度方向上的扫描装置的扫描来实现。例如，激光雷达一次可以发射出N个扫描点，形成N条扫描线，扫描线间隔为
Figure 238599DEST_PATH_IMAGE001
，两个扫描方向（水平方向和垂直方向）上的转速标注为
Figure 350911DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 358182DEST_PATH_IMAGE003
。需要说明的是，这两个方向的功能可以交换。在一个扫描周期内，水平方向上完成一个扫描周期光线改变的角度标注为
Figure 555945DEST_PATH_IMAGE004
，水平方向上的探测视场标注为
Figure 103601DEST_PATH_IMAGE005
，此时
Figure 70420DEST_PATH_IMAGE006
。
在垂直方向上，相邻两次发射对应的扫描线的组间间隔记为
Figure 310908DEST_PATH_IMAGE007
，这个扫描线的间隔可以通过一个维度方向上的扫描装置的扫描来实现。例如在垂直方向上，扫描装置可以在整个扫描周期内匀速运动，如图3所示，这时，可以得到：
Figure 494503DEST_PATH_IMAGE008
如果扫描周期光线改变的角度
Figure 845850DEST_PATH_IMAGE004
大于水平方向上的探测视场
Figure 667175DEST_PATH_IMAGE005
，则扫描装置可以在不发光的区域快速转过一个角度来实现，如图3所示，此时：
Figure 78565DEST_PATH_IMAGE009
其中，通过调整一个维度方向上的扫描装置的扫描方式进行
Figure 188603DEST_PATH_IMAGE010
的设置，可以更合理的设置探测点云的形式。
其中，可以理解的是，该一个维度方向上的扫描装置例如可以为转镜、一维振镜、旋转平台；本申请不对该维度上的扫描装置限制。另外一个维度上的扫描装置例如也可以为转镜、一维振镜、旋转平台；本申请不对任一维度上的扫描装置的类型进行限制，可以理解的是，所述第一维度方向上的扫描装置和第二维度扫描装置的类型可以相同，也可以不同，本申请不作限制。作为一种优选实施例，所述两个维度上的扫描装置可以独立控制。可以理解的是，通过合理选择扫描线间隔
Figure 343641DEST_PATH_IMAGE001
和相邻两组扫描线的组间间隔
Figure 285052DEST_PATH_IMAGE010
可以组合出多种加密模式。需要说明的是，
Figure 103229DEST_PATH_IMAGE010
可以通过不局限于上述说明的两种方式来实现。其中，可以理解的是，这里扫描线间隔
Figure 497301DEST_PATH_IMAGE001
可以通过设置发射器排布的间隔来实现，也可以通过控制发射的激光器进行间隔发射来实现。需要说明的是，这里扫描线间隔
Figure 190451DEST_PATH_IMAGE001
可以通过不局限于上述说明的方式来实现。其中，可以理解的是，所述同一个发射组可以排列成一列也可以排列成不同列。可以理解的是，当同一个发射组排列成两列时，可以通过如图4a所示，全部错落排列所述同一发射组中的发射器，可以缩小
Figure 986368DEST_PATH_IMAGE001
；如图4b所示，可选的也可以部分区域错落排布发射器来缩小目标区域的
Figure 942823DEST_PATH_IMAGE001
，如图4b所示，在边缘区域发射器的间隔为
Figure 89771DEST_PATH_IMAGE011
，中心区域发射器的间隔为
Figure 321032DEST_PATH_IMAGE012
，其中
Figure 469991DEST_PATH_IMAGE013
。通过这种设计可以在两次发射角度间隔不变的情况下，进一步提升目标区域的点云密度。其中可以理解的是，当同一发射组的发射器排布成一列时，也可以通过设置发射器的边缘的间隔和中心区域的间隔不等，从而实现目标区域的点云更稠密。如图4c所示，同一发射组中边缘发射器之间的间隔为
Figure 597347DEST_PATH_IMAGE011
，中心发射器之间的间隔为
Figure 966012DEST_PATH_IMAGE012
，其中
Figure 266543DEST_PATH_IMAGE012
≥
Figure 771474DEST_PATH_IMAGE011
。其中，可以理解的是，可以根据目标视场和边缘视场的点云密度需求确定边缘视场和中心视场的发射组中的发射器件的角度间隔和所述扫描的组数。
其中，所述发射器可以为垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL），也可以是边缘发射器（Edge Emitting Laser，简称EEL），可选地，也可以是光纤激光出光，通过特定的分光方式组成出射阵列。本申请不对发射器的类型进行限制。可以理解的是，所述多个发射组可以排列成一列也可以排列成不同列，具体多个发射组的排列方式本申请不作限制。作为一种可选地实施例，就是不同的发射组中激光器的间隔可以相同，也可以不同，本申请不作限制。
具体的，若所述激光雷达为一发一接模式，即一个发射对应一个接收，所述点云密度包括水平分辨率或垂直分辨率，获取每组发射组的扫描线间隔
Figure 69731DEST_PATH_IMAGE001
；计算所述每级探测视场的扫描线数量N与所述每组发射组的扫描线间隔
Figure 704454DEST_PATH_IMAGE001
的乘积，计算所述乘积与所述点云密度的加密倍数n的商，得到相临两次发射的扫描线间隔，
Figure 277518DEST_PATH_IMAGE014
。其中，所述相邻两次发射的扫描线间隔指的是每次发射的第一根扫描线的间隔。其中，可以理解的是，当所述两次发射为同一发射组两次发射的扫描线间隔，则所述扫描间隔为第一方向上扫描装置的步进量。可以理解的是，可以通过设置同一方向上扫描装置的步进量来实现对水平或者垂直的加密。
进一步的，当发射间隔一定时，可以通过设置加密倍数和同一发射组对应的发射器的数量来实现垂直或者水平的加密。
其中，可以理解的是，当每组发射组的扫描线的间隔确定时，所述加密倍数n为不能被同一发射组的发射器的数量N整除的质数时，两次发射的扫描线的间隔可以实现对垂直的加密。
其中，可以理解的是，当每组发射组的扫描线的间隔确定时，所述加密倍数n为可以被同一发射组的发射器的数量N整除的整数时，两次发射的扫描线的间隔可以实现对水平的加密。
S103，按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描。
按照上述设置好的相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描，从而可以实现水平和/或垂直方向的点云加密。
可以理解的是，当该两次发射对应的扫描线的间隔可以通过一个维度方向上的扫描装置的扫描来实现时，且该相邻两次发射为同一发射组两次发射的扫描线间隔，则所述扫描间隔为该维度上扫描装置的步进量。
其中，可以理解的是，所述同一发射组可以为一列排列的激光器，也可以为一行排列的激光器，可以为呈两列排列的激光器，也可以为呈两行排列的激光器，本申请对于同一发射组的激光器的排列形式不限。
所述激光雷达包括第一扫描方向和第二扫描方向，所述扫描线的间隔通过所述第一扫描方向上的扫描装置的扫描来实现，若第二方向上一个扫描周期光线改变的角度大于第二方向上设置的探测视场角，则计算所述第二方向上一个扫描周期光线改变的角度与所述第二方向上设置的探测视场角的差值；计算所述差值与第二方向的扫描速度的商，得到所述扫描线间隔对应的所述相邻两次发射对应的时间；所述发射组按照所述时间出射探测激光到扫描装置，扫描装置将所述探测激光出射至探测视场进行扫描。
当所述扫描装置在第二方向为匀速运动时，第二方向的扫描速度为所述扫描装置的匀速运动速度；当所述扫描装置在第二方向为非匀速运动时，所述第二方向的扫描速度为所述扫描装置在第二方向上的平均运动速度。
采用本申请实施例，通过获取各级探测视场的点云的加密倍数，基于各级探测视场的点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔，并按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描，在满足人眼安全的同时，通过控制相邻两次发射对应的扫描线间隔就可以实现ROI区域的加密，提高激光雷达探测的效率。
请参见图5，为本申请实施例提供的一种点云的加密方法的流程示意图。如图5所示，该点云的加密方法可以包括以下步骤：
S201，获取各级探测视场的点云加密倍数；
发射组发射的扫描线数量基于发射组本身的性能，例如每组发射组的扫描线数量为N，每两条扫描线之间的间隔为
Figure 105797DEST_PATH_IMAGE001
。
根据加密需求，各级探测视场设置了相应的扫描线数量N，例如一级探测视场的扫描线数量为N1，二级探测视场的扫描线数量为N2。
具体的，计算所述各级探测视场的扫描线数量N与所述每组发射组的扫描线数量X的商，得到各级探测视场的点云加密倍数n=N/X。
S202，所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数，获取每组发射组的扫描线间隔；计算所述每组发射组的扫描线的数量与所述每组发射组的扫描线间隔的乘积，计算所述乘积与所述水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔；
具体的，若所述激光雷达为一发一接模式，即一个发射对应一个接收模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数，获取每组发射组的扫描线间隔
Figure 637272DEST_PATH_IMAGE001
；计算所述每组发射组的扫描线数量N与所述每组发射组的扫描线间隔
Figure 918212DEST_PATH_IMAGE001
的乘积，计算所述乘积与所述水平点云密度的加密倍数或垂直点云加密倍数n的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔，
Figure 560546DEST_PATH_IMAGE014
。
图6中展示了水平方向加密的方式。假定需要在中心探测视场实现密度为
Figure 804183DEST_PATH_IMAGE015
的扫描线，则需要使得：
Figure 240981DEST_PATH_IMAGE014
式子中n是可以为N整除的数。如图6所示，N为6，n为2。可以看到，对中心探测视场的扫描线，扫描线重复扫了两次。假设水平扫描线间隔为
Figure 9217DEST_PATH_IMAGE016
，第一次扫描的时候，扫描的时刻选为0，
Figure 189662DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 992533DEST_PATH_IMAGE017
…，第二次扫描的时候，扫描的时刻选为
Figure 600232DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 153966DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 138103DEST_PATH_IMAGE020
…，两次扫描就可以组合成水平分辨率为
Figure 592218DEST_PATH_IMAGE018
的扫描点分布，从而增加水平方向的点云密度。需要说明的是，通过这种发射时刻的控制，水平方向做几次的重复，就可以将水平方向的点云密度对应提高几倍。也就是说，通过控制两次扫描垂直的位置不变，改变扫描的时间间隔，可以改变水平的加密倍数。
在n=2时，加密只有中间一组，此时ROI区域水平分辨率提升一倍。在n>2时，中心区域分辨率为原来的n倍。ROI区域从中心往边缘延伸，分辨率逐渐变为原来的n-1倍，n-2倍，n-3倍，最后过渡为原来的分辨率。作为示意说明，图7展示了n=2和n=3两种情况的扫描线特性。
图8中展示了垂直方向加密的方式。对于N条间隔为
Figure 574081DEST_PATH_IMAGE001
的扫描线，当
Figure 113646DEST_PATH_IMAGE010
为
Figure 901474DEST_PATH_IMAGE021
时，垂直方向的两组扫描线恰好错开。其中箭头代表不同次扫描过程中垂直方向角度的变化。
S203，所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数，获取每组发射组的扫描线间隔；计算每组发射组的扫描线数量与所述每组发射组的扫描线间隔的第一乘积；计算水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数的第二乘积；计算所述第一乘积与所述第二乘积的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
在上述水平密度提升的基础上还可以兼容插值法，因而可以对中心探测视场同时实现垂直和水平密度的提升。
首先简要说明插值法。如图9所示，图中为激光器在不同时刻发出的一组扫描线，标识为A，B，C，D。假设每组扫描线数量是N（即每个发射组发射器的数量），扫描线间隔是
Figure 944516DEST_PATH_IMAGE001
。随着时间改变，扫描线向下扫描，从A逐步向B，C，D移动（箭头标识），每次向下移动N。
在插值法的基础上，可以将扫描间隔设为：
Figure 658132DEST_PATH_IMAGE022
其中，
Figure 419415DEST_PATH_IMAGE023
为垂直加密次数，n为水平加密次数，N为发射器的数量，n是N可以整除的数。这个时候在中心区域，除了插入的扫描线，每一组扫描线还会额外重复扫描n次，其中，可以理解的是，当同时进行水平和垂直加密的时候，可以获取重复扫描的扫描线的位置，根据重复扫描线的位置设置控制激光器进行发射。
其中，获取重复扫描的扫描线的位置，根据重复扫描线的位置控制激光器进行发射，包括：
获取重复扫描的扫描线的位置；根据重复扫描的扫描线的位置获取所述扫描线对应的当次发射的发射组中的激光器；按照预设的发射时间控制所述激光器进行发射。其中，可以理解的是，所述预设发射时间等于发射组此次发射的时间加上一个预设的抖动时间。其中所述预设抖动时间可以根据需求进行设定。
可以理解的是，当所述重复扫描的次数n次，且n＞1时，所述重复扫描的次数来设置与所述重复扫描次数相同数量的抖动时间，即如果重复扫描n次，及包括n个抖动时间。其中，n个抖动时间的长度不等。可以为随机抖动时间，也可以根据需要进行设置。
图10展示了一个示例，其中N=4，
Figure 745354DEST_PATH_IMAGE023
=3，n=2。可以看到中心区域垂直方向的点云密度是
Figure 377323DEST_PATH_IMAGE024
，水平方向的点云密度是
Figure 497726DEST_PATH_IMAGE025
，因此，通过控制
Figure 11884DEST_PATH_IMAGE023
和n，就可以实现对垂直和水平分辨率的控制。
S204，所述激光雷达为一个发射对应多个接收的模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数，获取每组发射组的扫描线间隔；计算每组发射组的扫描线数量与所述每组发射组的扫描线间隔的第三乘积；计算所述垂直分辨率的加密倍数与所述水平分辨率的加密倍数的第四乘积，所述水平点云加密倍数被每组发射组的扫描线数量与所述每个发射器对应的接收器的数量的乘积整除；所述垂直点云加密倍数为不被每组发射组的扫描线数量与所述每个发射器对应的接收器的数量的乘积整除的质数；计算所述第三乘积与所述第四乘积的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
可以理解的是，本申请对于一发多（记为
Figure 610356DEST_PATH_IMAGE026
）接模式也是兼容的。一发多接的模式最典型的特征是每组扫描线是
Figure 395034DEST_PATH_IMAGE026
紧紧相连，因为一个发射光斑对应几个接收。这种情况是从插值法推广而来。如上所示，在插值法的情况下，N组发射，间隔为
Figure 155180DEST_PATH_IMAGE027
的情况下，如果扫描步进取为
Figure 687792DEST_PATH_IMAGE028
在这种情况下，采用一发
Figure 293217DEST_PATH_IMAGE026
接的模式，且保持
Figure 430937DEST_PATH_IMAGE026
接收为垂直排列时，每个最近邻接收通道的角间隔为：
Figure 158722DEST_PATH_IMAGE029
通过沿用插值法的扫描方式，就可以使得中心探测视场的垂直方向的点云密度（即最小的分辨率）改善为
Figure 116314DEST_PATH_IMAGE030
，如图10所示。
进一步地，沿用前文所述，可以对中心探测视场的水平方向的点云密度再做一次加密。
这时应选定n可以为
Figure 351861DEST_PATH_IMAGE031
整除。此时，步进取为：
Figure 344088DEST_PATH_IMAGE032
就可以在全图中心形成垂直方向的点云密度为
Figure 977194DEST_PATH_IMAGE033
，水平方向的点云密度提升n倍的扫描线（如图11左所示）；在下面示意图的例子中，我们取N=4，
Figure 890924DEST_PATH_IMAGE023
为不能为N整除的数，所以选为3。作为示意，
Figure 900468DEST_PATH_IMAGE026
选择了最简单的2，此时
Figure 747201DEST_PATH_IMAGE034
。选择n=2（可以被8整除）。示意图的中心区域最终形成了垂直分辨率为
Figure 816788DEST_PATH_IMAGE035
，水平分辨率提升n=2倍的ROI区域。
为了进一步地说明，图12画了一组遵循同样原则的但是稍微复杂的扫描线，此时：
Figure 516016DEST_PATH_IMAGE036
Figure 329252DEST_PATH_IMAGE037
（不能为N整除）
Figure 296071DEST_PATH_IMAGE038
（取决于收发模式）
Figure 474242DEST_PATH_IMAGE039
（
Figure 159301DEST_PATH_IMAGE040
可以整除的数）
可以看到中心区域形成了垂直方向的点云密度为
Figure 776227DEST_PATH_IMAGE041
，水平方向的点云密度翻了3倍的扫描线组。此外，可以看到扫描线的水平方向的点云密度从3倍提升演化到2倍再逐步演化到和其他位置一致，也就是渐进加密。其中，可以理解的是，当同时进行水平和垂直加密的时候，可以获取水平加密（即重复扫描的扫描线）的位置，根据重复扫描线的位置设置控制激光器进行发射。
其中，获取重复扫描的扫描线的位置，根据重复扫描线的位置控制激光器进行发射，包括：
获取重复扫描的扫描线的位置；根据重复扫描的扫描线的位置获取所述扫描线对应的当次发射的发射组中的激光器；按照预设的发射时间控制该激光器进行发射。其中，可以理解的是，所述预设发射时间等于发射组此次发射的时间加上一个预设的抖动时间。其中所述预设抖动时间可以为随机编码，也可以根据需求进行设定。
可以理解的是，当所述单条扫描线重复扫描的次数为n次，且n＞1时，根据所述重复扫描的次数来设置与所述重复扫描次数相同数量的抖动时间，即如果重复扫描n次，及包括n个抖动时间。其中，n个抖动时间的长度不等。可以为随机抖动时间，也可以根据需要进行设置。
通过设置重复扫描的抖动时间，可以使得同一维度扫装置相同步进量的情况下，每次重复扫描的水平位置错开一个预设位置实现水平的加密。
可选的，当同一次发射存在n条扫描线重合，其中n＞1，每条线的重复次数相同，也可以对n条重复扫描线对应的激光器同次发射设置相同的抖动时间。
S205，按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描。
具体可参见S103，此处不再赘述。
采用本申请实施例，通过获取各级探测视场的点云加密倍数，基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔，并按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描，在满足人眼安全的同时，通过控制相邻两次发射对应的扫描线间隔就可以实现ROI的加密，提高激光雷达探测的效率，同时，还可以兼容一发多接模式，适用范围广，方便大规模商用。
作为另外一个可选的实施例，所述采用一发
Figure 331974DEST_PATH_IMAGE026
接的模式，且保持
Figure 241899DEST_PATH_IMAGE026
接收为水平排列时，如上所示，在插值法的情况下，N组发射，间隔为
Figure 148675DEST_PATH_IMAGE001
的情况下，如果扫描步进取为
Figure 506975DEST_PATH_IMAGE028
则在垂直方向上的就可以在全图中心形成垂直方向的点云密度为
Figure 182807DEST_PATH_IMAGE042
，水平方向的点云密度提升
Figure 765098DEST_PATH_IMAGE043
倍的扫描线，这样可以更好的解决雷达发射重频低的问题，进一步提升雷达的测距能力。
下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。
请参见图13，其示出了本申请一个示例性实施例提供的点云的加密装置的结构示意图。该点云的加密装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为激光雷达的全部或一部分。所述激光雷达包括发射器组和扫描装置，该装置1包括加密倍数获取模块11、间隔计算模块12以及扫描模块13。
加密倍数获取模块11，用于获取各级探测视场的点云的加密倍数；
间隔计算模块12，用于基于所述各级探测视场的点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔获取相邻两次发射对应的扫描线间隔；
扫描模块13，用于按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描。
可选的，所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数，所述间隔计算模块12，具体用于：
获取每组发射组的扫描线间隔；
计算所述每组发射组的扫描线的数量与所述每组发射组的扫描线间隔的乘积，计算所述乘积与所述水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
可选的，所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数，所述间隔计算模块12，具体用于：
获取每组发射组的扫描线间隔；
计算每组发射组的扫描线数量与所述每组发射组的扫描线间隔的第一乘积；
计算水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数的第二乘积；
计算所述第一乘积与所述第二乘积的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
可选的，激光雷达为一个发射对应多个接收的模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数，所述间隔计算模块12，具体用于：
获取每组发射组的扫描线间隔；
计算每组发射组的扫描线数量与所述每组发射组的扫描线间隔的第三乘积；
计算所述垂直分辨率的加密倍数与所述水平分辨率的加密倍数的第四乘积，所述水平点云加密倍数被每组发射组的扫描线数量与所述每个发射器对应的接收器的数量的乘积整除；所述垂直点云加密倍数为不被每组发射组的扫描线数量与所述每个发射器对应的接收器的数量的乘积整除的质数；
计算所述第三乘积与所述第四乘积的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
可选的，所述激光雷达包括第一扫描方向和第二扫描方向，所述扫描线的间隔通过所述第一扫描方向上的扫描装置的扫描来实现，所述扫描模块13，具体用于：
若第二方向上一个扫描周期光线改变的角度大于第二方向上设置的探测视场角，则计算所述第二方向上一个扫描周期光线改变的角度与所述第二方向上设置的探测视场角的差值；
计算所述差值与第二方向的扫描速度的商，得到所述扫描线间隔对应的所述相邻两次发射对应的时间；
所述发射组按照所述时间出射探测激光到扫描装置，扫描装置将所述探测激光出射至探测视场进行扫描。
可选的，当所述扫描装置在第二方向为匀速运动时，第二方向的扫描速度为所述扫描装置的匀速运动速度；当所述扫描装置在第二方向为非匀速运动时，所述第二方向的扫描速度为所述扫描装置在第二方向上的平均运动速度。
需要说明的是，上述实施例提供的点云的加密装置在执行点云的加密方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的点云的加密装置与点云的加密方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
采用本申请实施例，通过获取各级探测视场的点云加密倍数，基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔，并按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描，在满足人眼安全的同时，通过控制相邻两次发射对应的扫描线间隔就可以实现ROI的加密，提高激光雷达探测的效率，同时，还可以兼容一发多接模式，适用范围广，方便大规模商用。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质可以存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如上述图2-图11所示实施例的方法步骤，具体执行过程可以参见图2-图11所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。
本申请还提供了一种激光雷达，该激光雷达存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行如上述图2-图11所示实施例的方法步骤，具体执行过程可以参见图2-图13所示实施例的具体说明，在此不进行赘述。
请参见图14，为本申请实施例提供了一种激光雷达的结构示意图。如图12所示，所述激光雷达1000可以包括：至少一个处理器1001，至少一个网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，至少一个通信总线1002。
其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。
其中，用户接口1003可以包括显示屏（Display）、摄像头（Camera），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。
其中，处理器1001可以包括一个或者多个处理核心。处理器1001利用各种借口和线路连接整个激光雷达1000内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1005内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器1005内的数据，执行电子设备1000的各种功能和处理数据。可选的，处理器1001可以采用数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）、可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，PLA）中的至少一种硬件形式来实现。处理器1001可集成中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、图像处理器（Graphics Processing Unit，GPU）和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器1001中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器1005可以包括随机存储器（Random Access Memory，RAM），也可以包括只读存储器（Read-Only Memory）。可选的，该存储器1005包括非瞬时性计算机可读介质（non-transitory computer-readable storage medium）。存储器1005可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1005可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器1005可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器1001的存储装置。如图12所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及点云密度的加密应用程序。
在图14所示的激光雷达1000中，用户接口1003主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的生成点云密度的加密程序，并具体执行以下操作：
获取各级探测视场的点云加密倍数；
基于所述各级探测视场的点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔；
按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描。
在一个实施例中，所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数，所述处理器1001在执行基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔时，具体执行以下操作：
获取每组发射组的扫描线间隔；
计算所述每组发射组的扫描线的数量与所述每组发射组的扫描线间隔的乘积，计算所述乘积与所述水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
在一个实施例中，所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数，所述处理器1001在执行基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔时，具体执行以下操作：
获取每组发射组的扫描线间隔；
计算每组发射组的扫描线数量与所述每组发射组的扫描线间隔的第一乘积；
计算水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数的第二乘积；
计算所述第一乘积与所述第二乘积的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
在一个实施例中，所述激光雷达为一个发射对应多个接收的模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数，所述处理器1001在执行基于各所述点云密度加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔时，具体执行以下操作：
获取每组发射组的扫描线间隔；
计算每组发射组的扫描线数量与所述每组发射组的扫描线间隔的第三乘积；
计算所述垂直分辨率的加密倍数与所述水平分辨率的加密倍数的第四乘积，所述水平点云加密倍数被每组发射组的扫描线数量与所述每个发射器对应的接收器的数量的乘积整除；所述垂直点云加密倍数为不被每组发射组的扫描线数量与所述每个发射器对应的接收器的数量的乘积整除的质数；
计算所述第三乘积与所述第四乘积的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
在一个实施例中，所述激光雷达包括第一扫描方向和第二扫描方向，所述扫描线的间隔通过所述第一扫描方向上的扫描装置的扫描来实现，所述处理器1001在执行按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描时，具体执行以下操作：
若第二方向上一个扫描周期光线改变的角度大于第二方向上设置的探测视场角，则计算所述第二方向上一个扫描周期光线改变的角度与所述第二方向上设置的探测视场角的差值；
计算所述差值与第二方向的扫描速度的商，得到所述扫描线间隔对应的所述相邻两次发射对应的时间；
所述发射组按照所述时间出射探测激光到扫描装置，扫描装置将所述探测激光出射至探测视场进行扫描。
在一个实施例中，当所述扫描装置在第二方向为匀速运动时，第二方向的扫描速度为所述扫描装置的匀速运动速度；当所述扫描装置在第二方向为非匀速运动时，所述第二方向的扫描速度为所述扫描装置在第二方向上的平均运动速度。
采用本申请实施例，通过获取各级探测视场的点云加密倍数，基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔，并按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描，在满足人眼安全的同时，通过控制相邻两次发射对应的扫描线间隔就可以实现ROI的加密，提高激光雷达探测的效率，同时，还可以兼容一发多接模式，适用范围广，方便大规模商用。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种点云的加密方法，其特征在于，应用于激光雷达，所述激光雷达包括发射器组和扫描装置，所述方法包括：
获取各级探测视场的点云加密倍数；
基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔；
按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描；
其中，当所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式以及所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数时，所述基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔，包括：获取每组发射组的扫描线间隔；计算每组发射组的扫描线数量与所述每组发射组的扫描线间隔的第一乘积；计算水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数的第二乘积；计算所述第一乘积与所述第二乘积的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数，所述基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔，包括：
获取每组发射组的扫描线间隔；
计算所述每组发射组的扫描线的数量与所述每组发射组的扫描线间隔的乘积，计算所述乘积与所述水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光雷达为一个发射对应多个接收的模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数，所述基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔，包括：
获取每组发射组的扫描线间隔；
计算每组发射组的扫描线数量与所述每组发射组的扫描线间隔的第三乘积；
计算所述垂直点云加密倍数与所述水平点云加密倍数的第四乘积，所述水平点云加密倍数被每组发射组的扫描线数量与每个发射器对应的接收器的数量的乘积整除；所述垂直点云加密倍数为不被每组发射组的扫描线数量与所述每个发射器对应的接收器的数量的乘积整除的质数；
计算所述第三乘积与所述第四乘积的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光雷达包括第一扫描方向和第二扫描方向，所述扫描线的间隔通过所述第一扫描方向上的扫描装置的扫描来实现，所述按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描，包括：
若第二方向上一个扫描周期光线改变的角度大于第二方向上设置的探测视场角，则计算所述第二方向上一个扫描周期光线改变的角度与所述第二方向上设置的探测视场角的差值；计算所述差值与第二方向的扫描速度的商，得到所述扫描线间隔对应的所述相邻两次发射对应的时间；
每组发射组按照所述时间出射探测激光到扫描装置，扫描装置将所述探测激光出射至探测视场进行扫描。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述扫描装置在第二方向为匀速运动时，第二方向的扫描速度为所述扫描装置的匀速运动速度；当所述扫描装置在第二方向为非匀速运动时，所述第二方向的扫描速度为所述扫描装置在第二方向上的平均运动速度。
6.一种点云的加密装置，其特征在于，应用于激光雷达，所述激光雷达包括发射器组和扫描装置，所述装置包括：
加密倍数获取模块，用于获取各级探测视场的点云加密倍数；
间隔计算模块，用于基于各所述点云加密倍数，获取相邻两次发射对应的扫描线间隔；
扫描模块，用于按照所述相邻两次发射对应的扫描线间隔进行扫描；
其中，当所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式以及所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数时，所述间隔计算模块，具体用于：获取每组发射组的扫描线间隔，计算每组发射组的扫描线数量与所述每组发射组的扫描线间隔的第一乘积，计算水平点云加密倍数和垂直点云加密倍数的第二乘积，计算所述第一乘积与所述第二乘积的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述激光雷达为一个发射对应一个接收模式，所述点云加密倍数包括水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数，所述加密倍数获取模块，具体用于：
获取每组发射组的扫描线间隔；
计算所述每组发射组的扫描线的数量与所述每组发射组的扫描线间隔的乘积，计算所述乘积与所述水平点云加密倍数或垂直点云加密倍数的商，得到相邻两次发射对应的扫描线间隔。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
9.一种激光雷达，其特征在于，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
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